По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток

1 Фарадеевская и Максвелловская трактовка явлений эл. магн. индукции

Если рассматривать возникновение ЭДС индукции в движущемся проводнике в этом случае ЭДС возникает благодаря силе Лоренца. Если проводник неподвижен то причиной её возникновения сила Лоренца уже не является.

По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток

Вихревое эл. поле

Цепи переменного тока. Импеданс.

а) перем ток в цепи с активн сопративл U=Umcoswt

Сложение взаимно перпендукулярн колеб.

Пусть в сис-ме происх одновременно два взаимно перпендик колеб с одинак част-ми, соверш вдоль коорд осей Х и У. В таком движ участвуют электроны в… Уравнения составляющих колебаний будутиметь вид: x=A1cos(wt+j1) (1)

Эл-е колебания в реальном контуре

Составим ур-е колебаний: Разделим это выражение на L и введем замены:

Вынужденные колебания. ДУ вынужденных колебаний и его решение.

 

Вынужденные колебания- колебания, совершающиеся под действием внешней периодической силы,работа которой восполняет потери энергии.

Вынужденные электрические колебания. Их ДУ и его решение.

Разделим выр-е на и обозначим Получим: Решение этого ур-я:

Ур-е плоской волны. Волновое ур-е.

(волновое число) Т.к. и то откуда из ф-лы Эйлера

Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах.

  В движение приходит vасса масса в-ва

Эффект Доплера.

Полный эффект Доплера явл. следствием релятивистского преобразования времени при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Пользуясь… Но -путь пройденный отраж. волной. (- потому, что волна движется в направ. против. напр. оси абцисс).Тогда

Система ур-ий Максвелла в дифференциальной форме.

  У-ния Максвелла связывают знач. величин и в точках с величинами и . Применим теоремы Стока и Остроградского-Гаусса: …

Принцип суперпозиций волн. Интерференция волн. Усл инт-ых max и min

При наложении когерентных волн возникает явление интерференции(вызываемая этими волнами картина колебаний является стационарной). В каждой точке… S1 l1 S1=A1cos(wt-kl1) P S2=A2cos(wt-kl2)

Интерференция волн от двух когерентных источников.

  l1 S1

Стоячие волны

kx = (2m+1)l/2 2px/l = (2m+1)p/2 xузл = (2m+1)l/4 – координаты узлов

Интерференция волн оптического диапазона. Когерентность.

Однако реальную волну можно приближенно рассматривать в течение промежутка времени, называемого временем когерентности tког, как монохроматическую… 27.Способы получения когерентных волн оптического диапазона  

Интерференция света в тонких пленках и тонком клине. Кольца Ньютона.

    D = S1 – S2 = (AB+BC)n – (AD + l/2)

Дифракция волн, условия и методы ее наблюдения.

Явление дифракции наблюдается если размеры препятствий соизмеримы с длиной волны При дифракции световых волн наблюдается интерференционные полосы т.е.…

Принцип Гюг-а-Френ. Метод зон Френеля

  1 2 Результирующее колебание в т.P предст. собой суперпозицию колебаний взятых для всей волновой поверхности:

Метод графического сложения амплитуд. Дифракция волн на круглом отверстии и диске.

Зона Френеля, построенная в отверстии из т. наблюдения представляет собой кольца радиусом ρk, причем для последней зоны ρk=ρ0.… Для результирующей амплитуды: k – нечет.:

Дифракция на прямолинейном крае полуплоскости.

Дифракция на щели.

Дифракция на многих щелях. Дифракционная реш., как спектр-ый прибор.

Осн. хар-ки диф. реш-ки: общее число штрихов и период решётки d = a + b, где a – ширина щели, b – ширина непрозрачного промежутка. Распределение…    

Дифр-я световых волн на ультрозвуке.

 

Дифракция рентгеновских лучей.

   

Естеств-ый и поляриз-ый свет. Линейная, эллипт-я и круг-я поляриз. волн. З-н Малюса.

Атомы излучают свет отдельными цугами. Поэтому свет, излучаемый телом, состоящим из множества атомов, представляет собой набор большой совокупности цугов. Атомы…

Двойн лучепрел. Искусств анизотропия. Эффекты Керра и Поккельса.

Оптической осью кристалла называется направление в кристалле, вдоль которого свет распространя­ется, не испытывая двойного лучепреломления.… В обыкновенной волне вектор Е направлен перпендику­лярно к главной плоскости…

Вращ. плоск. поляризации. Эф-т Фарадея.

1°. При прохожд. линейно поляриз-го света через некот. вещ, назыв оптически активными, пл-ть поляриз света поворачив. вокруг направления луча.… 2°. В оптич акт крист-х и чистых жидк угол j поворота пл-ти поляризации света… 3. Больш оптич активн крист сущ в двух модификациях. При прохожд света через кристалл одной модификации, называемой…

Дисперсия э.м. волн. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия.

В отличии от дифракции в дисперсионный свете угол больше, чем больше ν и…  

Элементарная теория дисперсии.

n2=1+PEε0. Нахождение э.м. волн создает вын. колеб. прежде всего валент. электронов. Они создают момент импульса p=exm n2=1+ nexm/ε0E Амплитуда xm определяется

Физика волоконных световодов

Классич. оптич. световод предст.собой двухсл. волокно, кот. имеет сердцевину, оптически более плотную. чем оболочка, у него выполн. усло­вие… Волокно такого типа получило назв.ступенчатого. Лучи света, пада­ющ.на торец во­локна под углами, меньш.крити­ческого…

Потери в оптических волокнах. Распространение световых волн в ступенчатых и градиентных волокнах.

Потери в световодах можно разделитьна три категории: поглоще­ние, рассеяниеи излучение. Рассмотрим подробно каждый вид потерь. Поглощение света. Из опытов известно, что по мере распростр. световой волны в… В 17 веке П. Бугер и И.Ламберт уст., что интенсивность плоской монохроматической волны после прохождения сквозь слой…

Теплов излуч, его особ и х-ки. Абсол. черн тело. Распр энерг спект излуч абсол ч тела.

wВ >wA то за счет теплообм между сис-ми эн-гия излуч в сис-ме .А и ее темпер долж уменьш, а энерг излуч в сис­теме В и ее темпер должны повыш.… r(u,T)= dw / du где dw — эн-я равн излуч с част от v до v + dv, заключ в ед… Равнов излуч изотропно, т.е. оно не поляриз и все направл его распростр равновероятны. Энергия dW равно­весн излуч в…

Законы Киргофа, Стефана Больцмана, Вина,формула Релея-Джинса.

dWпогл = an c/4 * p(v,T) dv. По принц детального равновесия dWизл = dWпогл , то Это ур-е выраж закон Кирхгофа, согл которому отнош-е испускательной… способности абсолютно черного тела гn* при тех же знач темпер и част.

Рис. V.5.3

В области малых частот r^*_n ~ n²T, а в обл больш частот r^*_n ~n³ exp [-a₁n/T] , a₁ – пост коэф.

 

------

Завис испуск спос абс ч тела r^*_{n =} c/l² * r^*_n от длины волны показ на рис. V.5.4. При повыш темпер тела максимум r^*_n смещ в сторону мень­ших длин волн в соотв с законом смещения Вина

где b = 2,9 • 10^-3 м • К — пост Вина.

Все попытки теоретич обоснов в рамках классич физики эксперимент найд вида функции Кирхго­фа r^*_n = p(v,T), изображ на рис. V.5.3, оказались безуспешн. Так, методами термодинам. удалось получ формулу Вина

где —неизвестная функция отношения v/T.

На основе законов электродин. и за-на классич ста­тистической физики о равнораспред энергии по степеням свободы равновесной системы была получена формула Рэлея—Джинса

где k — постоянная Больцмана.

 

Квантовые гепотезы и формула Планка.

Графики для ф-ии e0λT достаточно точно совпадает экспонентальными кривыми. По формуле Планка e0λT моожно получит выраж. для законов… λm≈1T  

Фотоэффект. Энергия и импульс световых квантов.

При освещении катода монохроматическим светом задерживающее напр. изм. с частотой света ω по линейному закону Uз=aω-φ 1/2mv2=aeω-φe aω>φ-условие вылета эл.…

Эф.Комптона. Аннигиляция эл-поз пары.

импульс электронов отдачиимпульс рассеяных фотоновимпульс первичных фотонов … a - угол рассеяния ренгеновских лучей

Линейчат. спектры атомов. Ядерная модель атома . Постулаты Бора.

Томсон предложил модель строения атома, по кот. Атом представляет собой каплю положительно заряженной жидкости, в кот. движутся электроны. В 1911 г.… Постулаты Бора 1. Существуют особые стационарные состояния на кот. атом не излучает энергии, т.е. атом движется по орбите.

Элементарная Боровская теория водородно подобных атомов. Опыты Франка и Герца.

Добавим формулу 2-го постулата Бора. =nh/2p (2)=hn/2p (1) Решаем совместно уравнения (1) и (2) и получим

Корпускулярно-волн дуализм.Формула Де Бройля и ее эксперимент. подтверждение.

2° В основе квантовой механики лежат представления Планка о квантах энергии, Эйнштейна о фото­нах, данные о существовании дискретных значений… где m - масса движущейся частицы, J - ее скорость, h - постоянная Планка, l —… где k - 2pn/l - волновой вектор, n - единичный вектор в направлении распространения волны.

Соотнош неопред Гейзенберга. Границы применимости классич физики.

1° К микрочастицам, обладающ волнов свойствами, в огранич степени можно при­менять понятия классической механики, например понятие координаты частицы и ее импульса. Поскольку поня­тие «координата волны» лишено физического смысла, и квантовой мех лишено также физического смысла понятие траектории частицы. В классической механике каждому определенному значению координаты частицы соответствует точное значение ее импульса. В квантовой мех. сущ. принц. неточности в определении пространственного положения и величины импульса частицы, связанные с неклассичсской приро­дой микрочастиц.

2° Неточность Dх в определении координаты х ча­стицы связана с неточностью Dр_x в определении проекции р_x, ее импульса соотношением неопределенностей Гейзенберга:Аналогично для y и z.

Чем точнее определены координаты частицы (т. е. чем меньше Dx, Dy и Dz), тем менее точно определены зна­чения проекций ее импульса (т. с. тем больше Dp_x, Dp_y, Dp_z). Точно определенным координатам частицы соот­ветствует полная неопределенность в значениях проекций ее импульса.

Ни при каких обстоятельствах невозможно измерить одновременно абсолютно точно и координаты и импуль­сы частиц.

3° С помощью средних квадратичных отклонений и для оценки степени отклонения из­меренных в каждом отдельном случае величин x и p_x отих средних знач соотношение Гейзенберга запи­сывается в форме:

4° Конечность величины кванта действия h приводит, согласно соотношению Гейзенберга, к тому, что всякая попытка измерить некоторую физическую вели­чину, характеризующую микрообъект, приводит к оп­ределяемому этим соотношением изменению другой величины, характеризующей свойства этого объекта. Соот­ношение для энергии Е и времени t:

Энергия частицы в каком-либо состоянии может быть определена тем точнее, чем дольше частица находится в этом состоянии.

5° В основе соотношения неопределенностей Гейзенберга лежит сложное взаимоотношение корпускулярных и волновых свойств микрочастицы, для описания которого оказываются неадекватными заимствованные из класси­ческой физики понятия координат и импульсов частиц.

Корпускулярные свойства частиц можно было бы описывать с помощью классических понятий, если бы на эти свойства неотделимо от них не накладывались вол­новые свойства. Корпускулярно-волновой дуализм час­тиц микромира есть проявление наиболее общей взаи­мосвязи двух основных форм материи, изучаемых физи­кой, - вещества и поля.

6° В квантовой механике существенно изменяется (по сравнению с классической физикой) понятие о про­цессе измерения и измерительном приборе. Процесс изме­рения в микромире неизбежно связан с существенным влиянием прибора на ход измеряемого явления.

 

 

 

Ур-е Шредингера для стацион. сост. Волновая ф-ция ее статистич смысл.

где D - оператор Лапласа, U(x, у, z, t) – потенциальная энергия, кот. связана… где H - оператор Гамильтона.

Реш ур-я Шредингера для потенц ямы бесконечной и конечной глубины.

U=0 при 0 £ X £ L U=¥ при X £ 0 X ³ L

Поглощ.,спонтан. и вынужд. излуч-я. Инверсная заселенность энерг. Уровней и способы ее получения.

Þи.- есстественная ширина спектральной линии,она соответствует значению . Ударное уширение – соударение возбужденных атомов уменьшает время их… Метод оптической накачки

Особенности лазерного излучения и области его примения в военном деле.

Излучение 1)временная и пространственная когерентность,2)строгая монохроматичность,3)большая мощность4)узость пучка.